【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生态安全的，具体而言，涉及一种压载水引入外来生物对生态安全的分析模型构建方法。
技术介绍
1、随着全球贸易的快速发展，船舶压载水已成为海洋外来生物入侵的重要途径和载体。每年全球船舶携带的压载水超过120亿吨，使得不同生态系统中的生物种群跨越地理性隔离来到另一个生态环境中。一旦这些生物种群在另一个生态环境中存活、形成优势物种，将引发外来物种入侵危害。根据国际海洋考察理事会(ices)的数据表明，94％的潜在有害海洋生物是通过船舶压载水进行传播，入侵生物会扰乱当地生态系统，影响生物多样性，导致巨大的经济损失。国际航行船舶压载水排放已引起了各国的重视，被联合国全球环保基金组织(gef)列为海洋面临的“四大危害”之一。我国是一个海洋大国，对外经济贸易往来的频密，加大了我国遭受外来海洋生物入侵的风险。我国海洋生物入侵呈现出数量增多、传入频率加快、蔓延范围扩大、危害加剧和经济损失加重的趋势，对于我国近海生态环境和生态安全造成了严重影响。暨需梳理影响近海生态灾害发生的相关因素及其入侵灾害过程与近海生态环境安全的相互关系，以便采取适宜的应对措施。
2、目前，对压载水携带外来生物造成入侵灾害过程的相关研究较少，且比较笼统及零散，主要停留于文献调研和定性分析，且大多是对国外已有指标体系的借鉴和引用，以及针对应用对象的适应性改造。针对我国近海生态系统特征的本土化指标体系的建设仍在探索阶段，海洋生态系统健康评估的理论、方法和验证研究仍需要进一步完善和发展。
技术实现思路
1、本专
2、本专利技术的技术方案是：提供了一种压载水引入外来生物对生态安全的分析模型构建方法，该方法包括：
3、s1、选择目标物种，基于全球压载水管理项目列举的典型入侵生物，选择目标生物(适合本地环境的生物)；
4、s2、确立psr模型的压力、状态和响应三个分类各自的指标，将其填入psr模型框架，得到生态安全分析模型；
5、s3、采用层次分析法对指标进行权重赋值，通过打分比较各指标的重要性；
6、s4、利用熵权法赋予指标客观权重，结合历史数据对各指标进行标准化并计算信息熵；
7、s5、通过组合赋权法合成各指标的权重，结合专家打分和客观数据确保权重分配的科学性；
8、s6、基于组合权重计算生态安全状态，并按照生态综合评价指数划分安全等级。
9、上述任一项技术方案中，进一步地，步骤s3具体包括：
10、对各项指标相对另一项指标的重要性进行打分，打分的分数范围为1-9，数值越高表示越重要，在打分后计算每项指标的得分平均值，si,j表示评价指标si相对于评价指标sj的重要性平均值，将打分的最终结果集合为下方的比较矩阵b：
11、
12、其中，分数si,j中i＝j的重要性平均值均设定为1；
13、接着计算上述矩阵的特征向量，并对特征向量进行归一化处理，得到各指标的权重向量ωi＝(ω1，ω2，…,ωn)，ωn为评价指标n对应的权重；
14、在得出权重后，进行一致性检验，如果一致性比率(cr)小于或等于0.1，则该矩阵的一致性检验通过，说明打分结果可信，公式如下：
15、
16、其中，ci为一致性指数，ri为随机一致性指数，ci计算公式为：
17、
18、其中λmax是矩阵的最大特征值，如果cr≤0.1，则通过一致性检验，最终确认每个指标的主观权重。
19、上述任一项技术方案中，进一步地，步骤s4具体包括：
20、s41、采集数年的海洋相关数据作为分析样本，并对应至分析模型的各指标中；
21、s42、数据标准化：首先将每个指标的数据进行标准化处理，确保不同单位和范围的指标数据可以相互比较；标准化公式如下：
22、
23、其中，xij表示第j个样本在第i个指标上的值；yij为标准化后的值；
24、s43、计算信息熵：信息熵用于衡量指标的不确定性，计算标准化后的数据yij的概率分布公式为：
25、
26、根据信息熵的定义，指标i的信息熵ei的计算公式为：
27、
28、其中，若pij＝0，则定义
29、s44、确定各指标权重：根据信息熵计算各指标的权重，信息熵越小，表示该指标的信息量越大，因此其权重应该更高。计算权重公式为：
30、
31、其中，wi为每个指标的熵权法客观权重。
32、上述任一项技术方案中，进一步地，步骤s5中组合赋权法的计算公式为：
33、
34、其中，ki为组合权重，ωi为步骤s3计算的主观权重，wi为步骤s4计算的客观权重。
35、上述任一项技术方案中，进一步地，目标物种为易引发赤潮灾害，适用于评估本地生态安全的有毒藻类米氏凯伦藻。
36、上述任一项技术方案中，进一步地，步骤s2中得到的模型中压力、状态和响应三个分类具有的指标包括：
37、压力指标包括：外贸船舶进出港艘次、外贸货物吞吐量、沿海城市人口密度、工业废水排海量、全海域严重污染面积、赤潮灾害发生次数和赤潮灾害发生面积共7个负向指标；
38、状态指标包括：活性磷酸盐、无机氮、温度、盐度、悬浮物、浮游植物多样性指数、浮游动物多样性指数、底栖动物多样性指数和生态系统健康状况共9个正向指标；
39、响应指标包括：加入压载水公约、渤海综合治理攻坚战行动计划、海洋和海岸自然保护区的数量、建立赤潮监测预警体系、工业废水排放治理和渔业资源恢复保护共6个正向指标。
40、本专利技术的有益效果是：
41、本专利技术中的技术方案基于压力-状态-响应(psr)模型，系统性地考虑了人类活动(如船舶压载水排放)对近海生态系统的影响，构建了具有22个指标的生态安全分析体系，能够全面反映生态安全的现状和潜在风险。
42、通过层次分析法(ahp)和熵权法结合的权重赋值方法，兼顾了打分的主观性和数据的客观性，保证了指标权重分配的科学合理性，使得该模型能更准确地量化各因素对生态安全的影响。
43、在本专利技术的优选实现方式中，该方法中通过选择米氏凯伦藻作为目标物种，结合我国近海生态特点构建本土化的指标体系，便于在我国沿海环境中开展实际应用，增强了模型的适用性和针对性。
44、本专利技术提供的模型能够对近海生态安全进行等级划分，为相关管理部门提供了明确的安全等级指标，使得决策者能够根据不同等级采取相应的措施，从而有效预防和治理外来生物入侵。
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1.一种压载水引入外来生物对生态安全的分析模型构建方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的压载水引入外来生物对生态安全的分析模型构建方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：
3.如权利要求1所述的压载水引入外来生物对生态安全的分析模型构建方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：
4.如权利要求1所述的压载水引入外来生物对生态安全的分析模型构建方法，其特征在于，所述步骤S5中组合赋权法的计算公式为：
5.如权利要求1所述的压载水引入外来生物对生态安全的分析模型构建方法，其特征在于，所述目标物种为易引发赤潮灾害，适用于评估本地生态安全的有毒藻类米氏凯伦藻。
6.如权利要求1所述的压载水引入外来生物对生态安全的分析模型构建方法，其特征在于，所述步骤S2中得到的模型中压力、状态和响应三个分类具有的指标包括：
【技术特征摘要】
1.一种压载水引入外来生物对生态安全的分析模型构建方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的压载水引入外来生物对生态安全的分析模型构建方法，其特征在于，所述步骤s3具体包括：
3.如权利要求1所述的压载水引入外来生物对生态安全的分析模型构建方法，其特征在于，所述步骤s4具体包括：
4.如权利要求1所述的压载水引入外来生物对生态安全的分析模型...
【专利技术属性】
技术研发人员：李鲁宁，兰儒，刘轶超，王红艳，任利利，段君雅，
申请(专利权)人：交通运输部水运科学研究所，
类型：发明
国别省市：
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